Tema 3: Peculiaritats de la cèl·lula vegetal (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Ampliació d'histologia
Profesor Q.
Año del apunte 2017
Páginas 8
Fecha de subida 25/10/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

Núria Fuentes Ampliació d'histologia TEMA 3: PECULIARITATS DE LA CÈL·LULA VEGETAL 3.1 Introducció Quan ens parlen de cèl·lula vegetal sempre ens inclouen el protoplast, format pel nucli i pel citoplasma + una matriu extracel·lular que ha elaborat el protoplast que anomenem paret cel·lular.
Protoplast + paret cel·lular = cèl·lula vegetal. Moltes cèl·lules, per ser funcionals, necessiten perdre el protoplast. Gairebé sempre ens persistirà la paret cel·lular.
Una cèl·lula vegetal pot tenir diferents mides, poden mesurar micres, mm o cm.
La morfologia de la cèl·lula vegetal és molt variada. Poden recordar a poliedres amb un nombre variable de cares.
3.2 La paret cel·lular La paret cel·lular l'elabora el protoplast i la seva funció és protegir el protoplast, però no l'aïlla del medi ja que la paret permet la interacció de més d'un protoplast.
El protoplast es comporta sempre respecte del medi extracel·lular com una estructura hipertònica, per tant, la cèl·lula vegetal és hipertònica respecte el medi extracel·lular, per tant l'aigua entrarà al interior del protoplast, conseqüentment, el protoplast exerceix una força, una pressió contra la paret cel·lular. Aquesta pressió s'anomena turgència o pressió de turgència.
La cèl·lula vegetal té la capacitat de regular la quantitat d'aigua que li entra gràcies al potassi, de manera que la quantitat de K és molt elevada, la cèl·lula traurà potassi cap al exterior, fent que l'entrada d'aigua sigui menor. També pot captar K del medi i com a conseqüència, això afavoreix l'entrada d'aigua al protoplast.
Nomenclatura: • Vacuola: orgànul citoplasmàtic típic de la cèl·lula vegetal.
• Vacuoma: El conjunt de vacuoles d'una cèl·lula o el conjunt de vacuoles de tot un conjunt de cèl·lules d'un òrgan o estructura.
• Tonoplast: la membrana que delimita la vacuola.
1 Núria Fuentes Ampliació d'histologia La cèl·lula vegetal té la presencia de plastidis, òrgans delimitats per membranes. Es poden classificar en: • • Amb pigments: ◦ Cloroplasts: color verd.
◦ Cromoplasts: color taronja o groc.
Sense pigments: funció emmagatzematge ◦ Amiloplasts: emmagatzemen midó.
◦ Oleoplasts: emmagatzemen lípids ◦ Proteoplasts: emmagatzemen proteïnes.
3.2.1 Composició de la paret cel·lular Està constituïda de tres parts: • Component fibril·lar: està representat per la microfibril·la de la cel·lulosa, que està constituïda per l'agrupació lineal de residus de glucosa, i estan unides mitjançant enllaços glicosídics β(1→4). Tots aquests residus ens forma la cel·lulosa, i el conjunt de cel·lulosa ens forma la microfibril·la de cel·lulosa.
• Component amorf: format per 4 parts: ◦ Hemicel·luloses: observem una població molt heterogènia de disacàrids. Aquests disacàrids comparteixen que totes elles estan formades per la seqüencia lineal de residus de glucosa i la heterogeneïtat ve donada per si hi ha residus de xilosa penjant de la glucosa, si hi ha residus de galactosa penjant d'aquesta xilosa o si hi ha residus de fucosa penjant de la galactosa.
Les hemicel·luloses sempre es relacionen a traves de la seqüencia lineal de les glucoses, per tant aquestes s'uneixen amb les glucoses que formen part del component fibril·lar de la paret cel·lular.
◦ Pectines: totes elles tenen tota una seqüencia lineal d'àcid galacturònic. En el punt on aquest acid galacturònic es continua amb una ramnosa és el lloc on s'indueix variabilitat a la molècula. Les pectines tenen capacitat d'aglutinar-se entre elles amb calci.
2 Núria Fuentes Ampliació d'histologia ◦ Glicoproteïnes: la paret cel·lular es molt rica en glicoproteïnes, que estabilitzen els components del component amorf perquè s'organitzin al espai per poder assolir la paret cel·lular.
◦ • Aigua Substancies incrustants: lignina, cal·losa, suberina, ceres...
Disposició tridimensional dels components de la paret cel·lular: es creu que les glicoproteïnes estan implicades en relacionar els diferents components de la paret cel·lular.
3.2.2 Biosíntesi dels components de la paret cel·lular • Polisacàrids: a partir de l'AG.
• Glicoproteïnes: AG.
• Substancies incrustants: no està clar qui les elabora. No està clar si una cèl·lula vegetal és capaç de sintetitzar tots els components de les substancies incrustants i necessita les cèl·lules adjacents. La variabilitat arriba a tal punt que no se sap quina cèl·lula és capaç de sintetitzar una substància incrustant en concret.
• Microfibril·la de cel·lulosa: per la seva elaboració necessitem un complex enzimàtic, una proteïna de membrana. Aquest complex enzimàtic s'anomena cel·lulosa sintetasa, i és una proteïna de membrana que es troba a la membrana de la cèl·lula vegetal. La cel·lulosa sintetasa es tan gran que es pot veure a ME, i està constituïda per diferents subunitats. Ens recorda a una roseta (rosa).
La roseta es mou sobre les estructures lipídiques que l'envolta, és capaç de desplaçar-se.
Aquest complex enzimàtic, relaciona la besant interna de la membrana plasmàtica amb la besant externa. Per la besant interna, el complex enzimàtic capta glucoses, les posa una al costat del altre en una seqüencia lineal i les uneix amb enzims glicosídics β(1→4), i per la besant extracel·lular surt la seqüencia lineal en forma de microfibril·la de cel·lulosa.
El creixement, la disposició al espai de la microfibril·la de cel·lulosa mai és al atzar, té una regularitat molt establerta que s'aconsegueix amb el citosquelet de la cèl·lula vegetal, els microtúbuls, que manen la direcció de creixement de la microfibril·la de cel·lulosa.
3 Núria Fuentes Ampliació d'histologia 3.2.3 Parts de la paret cel·lular i disposició espaial • Làmina mitja: és una estructura isòtropa, monorefringent (si incidim un feix de llum polaritzada, la travessa). Quan una substància és isòtropa ens diu que té una constitució molt senzilla, és molt rica en pectines i participa en la unió entre cèl·lules vegetals adjacents. És la primera part de la paret cel·lular que es forma com a conseqüència de l'activitat biosintètica del protoplast.
• Paret primària: és anisòtropa (si incidim un feix de llum polaritzada, una part la travessa i l'altre es reflexa). Això ens diu que és una estructura complexa, hi predomina el component amorf, però també hi ha poc component fibril·lar. La paret primària sempre és variable en quant al gruix. Aquest gruix és variable: ◦ En la divisió cel·lular s'aprima ◦ Quan la part intracel·lular envia a la paret cel·lular productes que vol emmagatzemar es fa més gruixuda.
Totes les cèl·lules vegetals sempre presenten làmina mitja i paret primària. Aquelles que només presenten aquestes dues sempre van relacionades amb protoplasts vius. Les que presenten a més paret secundària, obligatòriament estan relacionats amb protoplasts morts, amb la pèrdua de protoplast.
Presenta un component fibril·lar que es disposa seguint una disposició anomenada preferent, en aquelles regions de la paret primaria properes a la membrana plasmàtica, la posició del component fibril·lar és perpendicular respecte l'eix imaginari de la cèl·lula. Ens allunyem de la membrana plasmàtica i observem que el component fibril·lar es disposa a l'espai de manera aleatòria. A zones molt allunyades de la membrana plasmàtica, la disposició del component fibril·lar és paral·lel respecte l'eix imaginari de la cèl·lula. Aquest canvi de disposició al espai és el que es coneix com a disposició preferent del component fibril·lar.
La paret primària pot lignificar-se, es pot impregnar de les substancies incrustants, lignina, suberina, ceres...
• Paret secundària: és anisòtropa, és birefringent, és a dir que té una subestructura complexa.
Sempre està lignificada. Aquesta lignificació és la responsable de que per exemple la closca de les anous sigui dura. La lignina és inflamable.
A la paret secundària hi predomina el component fibril·lar. Hi ha molt poc component 4 Núria Fuentes Ampliació d'histologia amorf.
És desmesuradament més grossa que la primària. Com que és més grossa i no tenim protoplast, el gruix no pot variar.
El component fibril·lar de la paret secundària es diposita a l'espai de manera que ens determina que la paret secundària tingui tres capes (S1, S2 i S3): ◦ Capa S1: sempre segueix una disposició espiralada, semblant a l'espiral d'una llibreta.
Descriu un angle gran respecte la superfície de la cèl·lula.
◦ Capa S2: la disposició a l'espai és també espiralada, però amb una angle petit respecte la superfície de la cèl·lula. És la més grossa de totes, la de més amplada.
◦ Capa S3: la disposició espacial és igual que la S1. Podria ser que aquesta no es trobi.
3.2.4 Disposició espaial de les parts de la paret cel·lular • Una cèl·lula que només presenta làmina mitja i paret primària, que per tant tindrà sempre el protoplast viu. L'ordre que veiem a l'espai és membrana plasmàtica, paret primària i làmina mitja. La làmina mitja és la primera que s'ha elaborat, per tant és la que esta més allunyada de la membrana.
• Una cèl·lula amb làmina mitja, parets primaries i secundàries, per tant a perdut el protoplast.
La làmina mitja és la primera que s'elabora i per tant la que està més lluny de la membrana plasmàtica. La següent més allunyada és la paret primària. S1, S2 iS3 sempre estan en relació a la membrana plasmàtica. La primera d'aquestes que es diposita és la S1, per tant la més allunyada, llavors la S2, que és la més ample, i finalment, si la té, la S3. L'ordre seria: Membrana plasmàtica, S3, S2, S1, paret primària, làmia mitja. Però com que perd el protoplast, es degrada la membrana plasmàtica, llavors queden S3, S2, S1, paret primària i làmia mitja, i on hi havia el protoplast ens queda un espai. El protoplast es perd quan finalitza el diposit de S2.
3.2.5 Especialitzacions de la paret cel·lular (comunicacions intercel·lulars) • Plasmodesmes: la comunicació intercel·lular entre cèl·lules adjacents és sempre a partir dels plasmodesmes.
Un plasmodesma és la continuïtat citoplasmàtica entre dues cèl·lules adjacents. És una estructura única compartida per dues cèl·lules adjacents. El plasmodesma es forma durant la 5 Núria Fuentes Ampliació d'histologia citocinesi, en aquell lloc on he de trobar un plasmodesma, no es dipositarà paret cel·lular.
El porus o canal plasmodèsmic és la discontinuïtat, la falta de paret cel·lular. En aquesta falta de paret cel·lular es forma un tub, que és el porus o canal plasmodèsmic, que és on hi situem el plasmodesma.
El plasmodesma està constituït de tres parts: ◦ Desmotúbul: Un tros del REL que ha quedat presoner entre la cèl·lula A i la B.
◦ Membrana plasmàtica: la membrana plasmàtica de la cèl·lula A es continua amb la membrana plasmàtica de la cèl·lula B a través del porus o canal plasmodèsmic.
◦ Citosol: el de la cèl·lula A es continua a nivell del porus o canal plasmodèsmic amb el de la cèl·lula B.
Les proteïnes de la membrana plasmàtica amb les del REL formen una xarxa, que permet el pas de determinats productes però pot dificultar o impedir el pas d'altres, és selectiu.
Els plasmodesmes em permeten dividir la planta en dos compartiments; ◦ Simplàstic: tot el conjunt de citoplasmes comunicats entre ells mitjançant els plasmodesmes. Tot el que té vida.
◦ Apoplàstic: tot el conjunt de parets cel·lulars, conjunt d'espais intercel·lulars, espais abans ocupats pel protoplast. Tot el que no té vida.
Aquests dos compartiments determinen dos tipus de transport de proteïnes i molècules a la planta: ◦ Transport simplàstic: implica el transport de molècules entre cèl·lules adjacents via citoplasmes. Ex: el transport de la saba elaborada.
◦ Transport apoplàstic: transportar molècules entre cèl·lules adjacents a través de la paret cel·lular o dels espais entre les cèl·lules o a partir dels espais abans ocupats pel protoplast. Ex: el transport de la saba bruta.
• Porus primaris / porus primordials / camps primaris de porus: Quan els plasmodesmes s'agrupen en cèl·lules que només tenen lamina mitja i paret primària parlem de porus 6 Núria Fuentes Ampliació d'histologia primaris. Els plasmodesmes s'agrupen en unes depressions de la paret cel·lular, on és més prima. El porus primari sempre estan compartits entre dues cèl·lules adjacents. Consta de dues concavitats, la depressió de la paret primària i de la membrana de tancament (on hi ha els porus), que és la regió constituïda per paret primaria de la cèl·lula B, làmina mitja de la cèl·lula B, làmina mitja de la cèl·lula A i paret primària de la cèl·lula A. A cada un dels porus plasmodèsmics, hi ha totes les parts d'un plasmodesma, primer trobem el desmotúbul, després la membrana plasmàtica, el que hi ha més allunyat de la làmina mitja i després tenim el citoplasma, que es continuen en cèl·lules adjacents. A la natura el més habitual és que les dues cèl·lules adjacents presentin taxes de creixement diferents, que una sigui més gran que l'altre. Quan això passa, els porus plasmodèsmics no coincideixen, de manera que tenim per una banda els plasmodesmes però per l'altre no. Quan passa això s'anomenen porus primaris cecs.
• Porus: Si els plasmodesmes s'agrupen en cèl·lules que tenen lamina mitja, paret primària i secundària parlem de porus. La cèl·lula perdrà el protoplast després de l'elaboració de la paret secundària, per tant perdrà els plasmodesmes i només quedarà la matriu extracel·lular, les parets de les dues cèl·lules, formades per la paret primària, secundària i la làmina mitja.
Un porus està constituït de la discontinuïtat de la paret secundària (es discontinua on tenim el porus). Constitució: ◦ Cavitat: el que va a continuació de l'obertura (la part de dins d'un got) ◦ Obertura: si el mirem des de dalt veiem l'obertura (com si miréssim un got des de dalt).
La obertura pot ser rodona, allargada, el·líptica, etc.
Hi ha 2 tipus de porus: ◦ Porus simples: la paret secundària acaba de manera sobtada.
◦ Porus areolats: estan més evolucionats que els simples. La torus marge paret secundària forma un replegament. Presenten una morfologia de la paret secundària en forma d'areola. Tenen modificacions de la membrana de tancament degut a l'evolució, i per això introduïm dos termes: ▪ Torus: estructura del mig en forma de llentia, que està marcadament lignificada i és impermeable a l'aigua i ha 7 Núria Fuentes Ampliació d'histologia perdut tots els porus o canals plasmodèsmics.
▪ Marge: rodeja el torus. Està constituït de component fibril·lar sense lignificar, per tant deixa passar l'aigua.
Torus i marge són estructures concèntriques de manera que des de dalt es veu el torus al centre i envoltant-lo tenim el marge. La membrana de tancament del porus areolar té capacitat de moviment (bascula) i quan es mou permet que contactin la paret secundària amb el torus, i com que tots dos són impermeables, no deixen passar aigua. El significat biològic d'això és que la circulació de saba bruta des de les arrels fins les fulles genera bombolles (embolisme), i si tenim una bombolla d'aire inutilitza la capacitat de transportar saba bruta. Que contactin paret secundaria i el torus serveix per evitar aquests embolismes, per evitar que s'inutilitzi la cèl·lula.
8 ...

Comprar Previsualizar